HU216640B - Eljárás és berendezés tekercselt erősítőszálakat tartalmazó flexíbilis vezetékek (tömlők) előállítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya berendezés spirálisan felvezetett erősítőszálakattartalmazó flexibilis vezetékek felépítésére, mely erősítőszál-felvezető szerkezettel (8), a felvitt rétegek hőrdőzásár ésmőzgatására szőlgáló csőmaggal (1) és adőtt esetben erősítőszál-leeresztő csévékkel (9) rendelkezik. A találmány szerinti berendezéslényege, hőgy a csőmag (1) két vége célszerűen azőnős sínpályában (2)lévő mőzgatószerkezetekben (3, 4) van befőgva, melyek közül legalábbaz egyik a cs mag (1) főrgatására szőlgáló hajtással, és egyikük vagymindkettő a sínpályán való haladó mőzgás biztősítására szőlgálómeghajtással van ellátva, a felépítés főlyamán az erősítőszál-leeresztő csévék 9), és az erősítőszál-felvezető szerkezet (8)egymástól állandó távőlságban rögzítettek, míg a mőzgatószerkezetekáltal létrehőzőtt haladó és főrgómőzgás viszőnyának beállítására éskívánt értéken va ó tartására a berendezés elektrőmős, mechanikűs vagyhidraűlikűs beállítószerve(ke)t tartalmaz. A találmány szerintieljárás lényege, hőgy a csőmag (1) végeit mőzgatószerkezetekbe főgjákbe, egyik vagy mindkét végét haladó mőzgás előállítására és egyik vagymindkét végét főrgómőzgás előállításá a alkalmas meghajtással látjákel, a csőmag (1) átmérőjének függvényében meghatárőzzák a haladó ésfőrgómőzgás arányát az erősítőszál felvezetési szögének kialakításánakérdekében, és a haladó, illet e főrgómőzgás meghatárőzőtt arányátbeállítják, és az erősítőszálat felvezetik, miközben a beállítőttmőzgási viszőnyőkat a kívánt értéken tartják. ŕ

Description

A találmány tárgya berendezés spirálisan felvezetett erősítőszálakat tartalmazó flexibilis vezetékek felépítésére, mely erősítőszál-felvezető szerkezettel (8), a felvitt rétegek hordozására és mozgatására szolgáló csomaggal (1) és adott esetben erősítőszál-leeresztő csévékkel (9) rendelkezik.

A találmány szerinti berendezés lényege, hogy a csőmag (1) két vége célszerűen azonos sínpályában (2) lévő mozgatószerkezetekben (3, 4) van befogva, melyek közül legalább az egyik a csőmag (1) forgatására szolgáló hajtással, és egyikük vagy mindkettő a sínpályán való haladó mozgás biztosítására szolgáló meghajtással van ellátva, a felépítés folyamán az erősítőszál-leeresztő csévék (9), és az erősítőszál-felvezető szerkezet (8) egymástól állandó távolságban rögzítettek, míg a mozgatószerkezetek által létrehozott haladó és forgómozgás viszonyának beállítására és kívánt értéken való tartására a berendezés elektromos, mechanikus vagy hidraulikus beállítószerve(ke)t tartalmaz.

A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a csőmag (1) végeit mozgatószerkezetekbe fogják be, egyik vagy mindkét végét haladó mozgás előállítására és egyik vagy mindkét végét forgómozgás előállítására alkalmas meghajtással látják el, a csőmag (1) átmérőjének függvényében meghatározzák a haladó és forgómozgás arányát az erősítőszál felvezetési szögének kialakításának érdekében, és a haladó, illetve forgómozgás meghatározott arányát beállítják, és az erősítőszálat felvezetik, miközben a beállított mozgási viszonyokat a kívánt értéken tartják.

HU 216 640 B

A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra)

HU 216 640 Β

A találmány tárgya tekercselt erősítőszálakat tartalmazó flexibilis vezetékek (tömlők) előállítására, közelebbről ezek felépítésére szolgáló eljárás és berendezés.

Ismeretes, hogy az iparnak, különösen az olajiparnak egyre nagyobb átmérőjű, egyre nagyobb nyomásbírású szállítóvezetékekre van szüksége.

Fokozottan jelentkezik ez az igény a tengeri olajkitermelés és -szállítás területén, olyannyira, hogy ma már nem számít ritkaságnak az 1 méter átmérőjű, akár több száz bar üzemi nyomású flexibilis vezeték sem.

Nyilvánvaló, hogy ilyen nagy méretek és a rendkívül nagy nyomás esetén a flexibilis vezetéknek tartalmaznia kell a különleges, nagy igénybevételeknek ellenálló speciális teherbíró rétegeket is, az úgynevezett erősítőbetéteket.

Az erősítőbetéteket rendszerint acélsodrony szálakból alakítják ki, de elképzelhető nagy szakitószilárdságú, kis nyúlású kevlárszálak e célra való alkalmazása is.

Az erősítőbetétként ilyen igénybevételek esetén felhasználható szálak minden esetben úgy kerülnek felvezetésre a tömlőben, hogy a felépítés folyamán sok szálat meghatározott menetemelkedéssel egymás mellé tekercselnek, és így az erősítőréteg alatti alépítmény teljes felületét erősítőszálakkal burkolják, így alakul ki az erősítőréteg.

A tekercselés során igen nagy pontosságra van szükség, mert a flexibilis vezeték nyomásbírását az erősítőbetét réteg leggyengébb pontjának teherbírása határozza meg, így belátható, hogy egy-egy félrecsúszott vagy kihagyott szál rendkívül nagy problémát okozhat a termék felhasználása során.

Ma már több berendezés és eljárás ismert a flexibilis vezetékek erősítőbetéteinek kialakítására.

A következőkben ilyen megoldásokat ismertetünk, azonban csak azokra térünk ki, amelyek egy-egy erősítőbetét-réteg valamennyi szálának egyszerre történő felvitelét teszik lehetővé. Azokkal a megoldásokkal, amelyeknél az erősítőszálak felvitele nem egyszerre, hanem több műveletben történik, e részletezésben egyáltalán nem foglalkozunk, mert ezeknek közös hátránya, hogy a tekercselési hibák igen gyakran fordulnak elő, az eljárások termelékenysége pedig erősen korlátozott, így az ilyen típusú megoldás eleve nem is jön számításba ezeknél a speciális, igen nagy igénybevételeket elviselő tömlők felépítésénél.

A 154707 számú magyar szabadalom leírásából ismert az a megoldás, mely szerint egy acélcsőre, úgynevezett csőmagra feltekercselik vagy más módon felviszik azokat a rétegeket, amelyek az erősítőbetétek alatt helyezkednek el. így egy alépítményt alakítanak ki. Ezt követően az acélcsövön lévő alépítményt egy speciális görgős pályára helyezik. A görgős pályán az alépítmény elmozdulhat hosszirányban, és akár el is fordulhat. A tömlő egyik végét egy olyan, önálló hajtással rendelkező mozgatószerkezetbe fogják be, amely nem csupán a pálya hosszirányában mozgatja az alépítményt, hanem forgatja is azt. Az alépítmény tehát egyidejűleg haladó és forgómozgást is végez, miközben az erősítőszálakat egy, az alépítmény körül elhelyezkedő gyűrűs elemen keresztül, az úgynevezett szálfelvezetőből magára húzza.

Ennél a megoldásnál megfelelő forgó- és haladómozgás-arány és ugyancsak megfelelő szálszám esetében az erősítőszálak az alépítmény teljes felületét egyenletesen beburkolják.

A fenti megoldásnak azonban számos hátránya van.

A görgős pálya ugyanis igen bonyolult, hiszen lehetővé kell tennie különböző haladó és forgómozgás-arányok esetén egyaránt a tömlőnek gördülés révén történő elmozdulását. A mozgatószerkezet elhaladása során az egyes görgős tagoknak ki kell térnie. A csőmag vége ostorozó mozgást végez. Nagy csőmag és ennek megfelelően nagy alépítmény esetén nagyon sok görgőre van szükség, mert ellenkező esetben a görgő és az alépítmény érintkezésénél olyan nagy fajlagos nyomás lép fel, ami már károsítja az alépítményt. Ez az eljárás tehát a részletezett okok miatt igazán nagy tömlőméretek esetén nem használható sikeresen.

Az említett, részletesen taglalt hátrányok kiküszöbölésére szolgál az a megoldás, amelynél nagyobb csőmagátmérő esetén csak a csőmagot, két vége közelében támasztják alá görgőkkel; ekkor tehát a görgők az alépítménnyel nem érintkeznek. A csőmag egyik vége lényegében forgatóműbe van befogva, amely forgatja a csőmagot, és vele együtt az alépítményt. Ebben az esetben is az alépítményt körülveszi a gyűrűs elemként kialakított szálfelvezető.

A szálfelvezető egy meghajtással rendelkező, az alépítménnyel párhuzamosan haladó mozgást végző kocsihoz van erősítve. így létrehozható ugyanaz a relatív mozgás a szálfelvezető és az alépítmény között, mint az előzőekben hivatkozott magyar szabadalmi leírás esetében, vagyis ugyanúgy kialakítható az erősítőbetét.

Az erősítőszálak a szálfelvezetőhöz vagy a kocsin elhelyezkedő csévékből, vagy a csőmag végénél elhelyezett, állandó helyzetű csévékből érkeznek. Mind a két megoldásnak megvan a maga sajátos hátránya. Amenynyiben ugyanis a csévéket a kocsin helyezik el, bizonyos esetekben akár 1000 darab nagy súlyú csévét és a hozzájuk tartozó állványrendszert kell mozgatni. Rögzített helyzetű csévék esetében, azaz a másik megoldás szerint viszont a csévék és a szálfelvezető közötti távolság több, mint a felépítendő flexibilis vezeték hossza. Ezen a szakaszon a szálak keresztezhetik egymást, összegabalyodhatnak, illetve a bennük lévő feszültség hatására összeugorhatnak.

E problémák megoldása érdekében igazán jól alkalmazható szálterelőket nagyon nehéz konstruálni, hiszen változik a felvezetés során a leeresztő és felvezető helye közötti távolság, a szálterelőknek ki kellene térni a kocsi útjából stb.

A szabadalmi irodalomból ismert néhány további, bár az előzőeknél lényegesen távolabbi megoldást az alábbiakban ismertetünk.

Az 1256287 számú brit szabadalmi leírás olyan megoldást ír le, amelynél egy véges alépítményt forgómozgás és görgőkkel való előretolás segítségével látnak el szálerősítéssel. A berendezésnél a mindkét végen való alátámasztás megvalósul, de az alépítmény a csőmagon mozog, a csőmag maga nem azzal együtt mozdul el. A véges csőmag ugyanis egy tengelyen mozdul el a to2

HU 216 640 Β vábbítógörgők segítségével, és az elmozdulás nem a tengellyel együtt történik.

A 3 635255 számú USA-beli szabadalmi leírás olyan megoldást ír le, amelynél a véges tömlők szálerősítését úgy oldották meg, hogy mindkét végén alátámasztott forgó tengelyen lévő alépítményt alkalmaznak, az előretolást biztosítják, a száladagolást a csőmag feletti száltovábbítással végzik.

Folytonos tömlő előállításánál több rétegben való szálerősítés felvitelének megoldására vonatkozik a 3 812 885 számú USA szabadalmi leírás; ugyancsak folytonos tömlő előállítását hja le az 1 450 127 számú brit szabadalmi leírás, melynél a csőmagot dobról adagolják, és a szálfelvezetés forgó csévehordozó segítségével történik.

Az előzőekben hivatkozott megoldások egyike sem alkalmas az általunk ismertetett feladatra, vagyis, hogy az előzőekben részletesen taglalt, az igen nagy átmérőjű és nagy igénybevételeknek kitett hajlékony vezetékek erősítőszálait felvezesse.

A találmány célkitűzése olyan eljárás és berendezés kialakítása, amely a technika állásából ismert megoldások hátrányait kiküszöbölhetővé teszi.

A találmány szerinti, spirálisan felvezetett erősítőszálakat tartalmazó flexibilis vezetékek felépítésére szolgáló berendezés, mely erősítőszál-felvezető szerkezettel, a felvitt rétegek hordozására és mozgatására szolgáló csomaggal és adott esetben erősítőszál-leeresztő csévékkel rendelkezik, azzal jellemezhető, hogy a csőmag két vége célszerűen azonos sínpályában lévő mozgatószerkezetekben van befogva, melyek közül legalább az egyik a csőmag forgatására szolgáló hajtással és egyikük vagy mindkettő a sínpályán való haladó mozgás biztosítására szolgáló meghajtással van ellátva.

A felépítés folyamán az erősítőszál-leeresztő csévék és az erősítőszál-felvezető szerkezet egymástól állandó távolságban rögzítettek.

A mozgatószerkezetek által létrehozott haladó és forgómozgás viszonyának beállítására és kívánt értéken való tartására a berendezés elektromos, mechanikus vagy hidraulikus beállítószerve(ke)t tartalmaz.

A berendezés előnyös kiviteli alakja a mozgatószerkezetek által létrehozott előre és hátra történő haladó és forgómozgás során az alépítményre a sínpálya legalább egyik oldalán anyagcsíkok felvezetésére alkalmas csíkfelvezetőket is tartalmaz.

A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a csőmag végeit a mozgatószerkezetekbe fogjuk be, egyik vagy mindkét végét haladó mozgás előállítására és egyik vagy mindkét végét forgómozgás előállítására alkalmas meghajtással látjuk el, a csőmag átmérőjének függvényében meghatározzuk a haladó és forgómozgás arányát, az erősítőszál fel vezetési szögének kialakításának érdekében, és a haladó, illetve forgómozgás meghatározott arányát beállítjuk, és az erősítőszálat felvezetjük, miközben a beállított mozgási viszonyokat állandó értéken tartjuk.

A találmány szerinti megoldás közelebbi megismerését az 1. és 2. ábrák szolgálják, melyek a találmány szerinti megoldás kedvező kiviteli alakjait részben metszetben, részben nézetben szemléltetik.

Az ábrákon látható, hogy az 1 csőmag végei a 2 sínpályán lévő 3 és 4 mozgatószerkezetekbe vannak helyezve. A 3 és 4 mozgatószerkezetek közül legalább az egyik haladó mozgás előállítására szolgáló meghajtással, és egyikük vagy közülük mindkettő forgómozgás előállítására szolgáló meghajtással is rendelkezik. Ily módon a 3 és 4 mozgatószerkezetek a kapcsolódó 1 csőmagot a 2 sínpálya mentén előre vagy hátra továbbítják, miközben legalább egyikük forgatómozgást is végez. A forgó- és haladó mozgás viszonya a meghajtásoktól függően mechanikus, elektromos vagy adott esetben hidraulikus úton biztosítható. Ezt az előre beállított értéket a kétféle mozgás felfutási és fékezési periódusában is meg kell tartani. Adott esetben előfordulhat az is, hogy a 3 és 4 mozgatószerkezetek közül csak egyik, mégpedig ugyanaz van ellátva mindkétféle mozgás létrehozására szolgáló meghajtószerkezetekkel. Ekkor másikuk csupán az 1 csőmagvég csapágyazott megtámasztására szolgál.

így tehát az előzőek értelmében az 1 csőmag a rajta elhelyezkedő 6 alépítménnyel együtt egyidejűleg haladó és forgómozgást végezhet.

Hozzávetőlegesen az előző elemekből álló erősítőszál-felvezető egység közepén van elhelyezve a 8 erősítőszál-felvezető szerkezet. A 8 erősítőszál-felvezető szerkezet a 7 erősítőszálakat körkörösen, egyenletes osztásban vezeti a 6 alépítmény felületére, amely a 7 erősítőszálakat a haladó és forgó mozgása által meghatározott menetemelkedési szöggel tekercseli magára. A haladó és forgómozgás viszonya változtatható, és ez a viszony határozza meg az adott átmérőhöz szükséges menetemelkedési szöget, vagyis azt, hogy a 6 alépítmény meghatározott átmérője esetén milyen szögben kell felvezetni a erősítőszálakat ahhoz, hogy a 6 alépítmény felülete az erősítőszálakkal egyenletesen fedett legyen.

A 2 sínpálya két oldalán, közel a 8 erősítőszálakat felvezető szerkezethez, a 9 erősítőszál-leeresztő csévék vannak elrendezve. A találmány szerinti berendezés nem kizárólag a 7 erősítőszálak felvitelére alkalmas, hanem a 2 sínpálya mellett lévő, álló helyzetű 10 csíkleeresztőbői a flexibilis vezeték összes többi rétege is felépíthető, miközben a 6 alépítmény haladó és forgómozgást végez.

A találmány szerinti megoldásnak az eddig ismert megoldásokhoz képest számos előnye van. Ezek az elérhető előnyök a következők:

- A 9 erősítőszál-leeresztő csévék és 10 csíkleeresztők, melyek összességükben igen nagy tömeget képviselnek, nem végeznek sem forgó-, sem pedig haladó mozgást a 6 alépítmény körül, illetve annak tengelye mentén;

- A 9 erősítőszál-leeresztő csévék közel vannak a erősítőszál-felvezető szerkezethez;

- A gyártás folyamán a 9 erősítőszál-leeresztő csévék és a 8 erősítőszál-felvezető szerkezet egymástól való távolsága nem változik. így célszerűen alkalmazott szálterelők nem keresztezik más mozgó elem útját. Ily módon fix szálterelők alkalmazhatók, amelyekkel megakadályozható a szálak kereszteződése, összegabalyodása, zsugorodása;

HU 216 640 Β

- Az 1 csőmag és a rajta lévő 6 alépítmény mindkét vége rögzített, így a tömlővég nem tud ostorozó mozgást végezni. A berendezés nem tartalmaz a 6 alépítményt nagy fajlagos nyomással terhelő görgőket, melyek roncsolóhatásúak lehetnének;

- A 2 sínpálya két oldalán tetszőleges számú, egyszerű kivitelű 10 csíkleeresztőt tartalmazhat, mely igen nagy előny egy sokréteges tömlő esetén;

- A felépítés folyamán az 1 csőmag előre és hátra mozoghat tengelyirányban, miközben forgómozgást is végez. Mindkét irányú mozgás alkalmas rétegek feltekercselésére, vagyis soha nincs üresjárat.

Claims (3)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Berendezés spirálisan felvezetett erősítőszálakat tartalmazó flexibilis tömlők felépítésére, mely erősítőszál-felvezető szerkezettel (8), a felvitt rétegek hordozására és mozgatására szolgáló csomaggal (1) és adott esetben erősítőszál-leeresztő csévékkel (9) rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a csőmag (1) két vége célszerűen azonos sínpályában (2) lévő mozgatószerkezetekben (3, 4) van befogva, melyek közül legalább az egyik a csőmag (1) forgatására szolgáló hajtással és egyikük vagy mindkettő a sínpályán való haladó mozgás biztosítására szolgáló meghajtással van ellátva, a felépítés folyamán az erősítőszál-leeresztő csévék (9) és az erősítőszál-felvezető szerkezet (8) egymástól állandó távolságban vannak rögzítve, míg a mozgatószerkezetek (3, 4) által létrehozott haladó és forgómozgás viszonyának beállítására és kívánt értéken való tartására a berendezés elektromos, mechanikus vagy hidraulikus beállítószerve(ke)t tartalmaz.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mozgatószerkezetek által létrehozott előre és hátra történő haladó és forgómozgás során az alépítményre (6) a sínpálya (2) legalább egyik oldalán anyagcsíkok felvezetésére alkalmas csíkleeresztőket (10) is tartalmaz.

3. Eljárás spirálisan felvezetett erősítőszálakból kialakított erősítőbetétek előállítására nagy átmérőjű és nagy igénybevételnek kitett flexibilis tömlőkben, azzal jellemezve, hogy a csőmag (1) végeit mozgatószerkezetekbe (3, 4) fogjuk be, egyik vagy mindkét végét haladó mozgás előállítására és egyik vagy mindkét végét forgómozgás előállítására alkalmas meghajtással látjuk el, a csőmag (1) átmérőjének függvényében meghatározzuk a haladó és forgómozgás arányát, az erősítőszál felvezetési szögének kialakításának érdekében, és a haladó, illetve forgómozgás meghatározott arányát beállítjuk, és az erősítőszálat felvezetjük, miközben a beállított mozgási viszonyokat a kívánt értéken tartjuk.